Rasende Studis und genetische Schaltkreise
Programmierbare Zellen, die Krebs erkennen, Mars-Canyons, die durch Lava entstanden sein könnten oder schwarze Löcher, die aus dem Zentrum einer Galaxie katapultiert wurden: Im Jahr 2014 machten ETH-Forschende mit hervorragenden wissenschaftlichen Leistungen und spannenden Hypothesen von sich reden. Darüber hinaus war für alle schweizerischen Forschungsinstitutionen dieses Jahr auch politisch brisant. Die ETH-News-Redaktion blickt auf das sich dem Ende neigenden Jahr zurück.
Januar
Der Januar begann eruptiv mit einem Blick in die Physik von Supervulkanen und dem Auftakt zum 100. Geburtstag des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED). ETH-Forschende entwickelten hauchdünne Elektronik für Sensoren, die buchstäblich ins Auge gehen. Andere Wissenschaftler werteten Daten tramfahrender Sensoren aus, um die Luftqualität Zürichs zu messen. Zwei Masterstudenten machten mit ihrem Spin-off all jenen das Leben leichter, die ewig nach passenden Jeans suchen müssen und Literaturfreunde durften sich über die Veröffentlichung von Max Frischs geheimem Berliner Tagebuch freuen. Auch für Pendlerinnen und Pendler gab es gute Neuigkeiten: Ein an der ETH entwickeltes Verfahren kann die Verspätungsdauer bei Bahnstörungen abschätzen. Vier ETH-Forschende freuten sich über den Zuspruch der begehrten EU-Fördergelder, den ERC Consolidator Grants.
Februar
Im Februar fieberte die ETH bei der Winterolympiade in Sotschi mit: Mit dem an der ETH mitentwickelten Citius-Bob und mit Studierenden, welche die Schweiz unter anderem in der Kategorie Slopestyle Snowboard vertraten. Die daheimgebliebenen ETH-Forschenden erwiesen sich derweil als talentierte Kriminologen: Sie kamen der Entstehung von Chlorakne bei Dioxin-Vergiftungen auf die Spur und klärten die Geschehnisse bei einem Bergunfall auf dem Aletschgletscher vor 88 Jahren auf. Andere erforschten begehbare virtuelle Räume und Sensoren, die beim Geigeüben helfen sollen. Sorgen bereiteten Wissenschaftlern und Studierenden die Konsequenzen des Ja zur Masseneinwanderungsinitative am 9. Februar, durch welches sich Forschende an Schweizerischen Institutionen nicht mehr für EU-Fördergelder bewerben durften.
März
Das im vergangenen Jahr gegründete Institut für Theoretische Studien (ETH-ITS) nahm im März seinen Betrieb auf und begrüsste den ersten Gastwissenschaftler Terry Hwa, Physikprofessor an der UC San Diego. Mittlerweile sind fünf Wissenschaftler für ein Jahr am ETH-ITS zu Gast. Noch vor der Apfelblüte präsentierten ETH-Forschende die ersten genetisch veränderten Apfelbäume, die gegen die gefürchtete Pflanzenkrankheit Feuerbrand resistent sind. Andere Wissenschaftler erzeugten erstmals einheitliche Antimon-Nanokristalle. Letztere sollen in Elektroden von künftigen Batterien zum Einsatz kommen und deren Leistungsfähigkeit steigern. Einsatzbereit ist nun auch «Piz Daint»: Das Nationale Hochleistungsrechenzentrum CSCS in Lugano gab den Supercomputer für Forschungsprojekte frei. Und der Spark-Award der ETH ging an Jennifer Rupp, Professorin für Elektrochemische Materialien, und ihr Team für die Optimierung neuartiger Computerspeichermedien (RRAM).
April
Im April erreichte ein internationales Projekt unter Leitung der ETH Zürich ein Etappenziel: Neuartige, kostengünstige Sensoren sollen dem fahrerlosen Parkieren von Autos zum Durchbruch verhelfen. Ebenfalls einen entscheidenden Schritt weiter war ein weiteres internationales Projekt: die Herstellung von Treibstoff aus Wasser und CO2 mit Hilfe von Sonnenenergie. Kernstück dieses Vorhabens ist ein an der ETH Zürich entwickelter Solarreaktor. Unter anderem mit Fragen der Nachhaltigkeit befassten sich die Präsidenten der zehn Hochschulen der International Alliance of Research Universities (IARU), welche ihr Jahrestreffen an der ETH Zürich abhielten. Sie bekräftigten ihre «Sustainable Campus Initiative», zu welcher im Oktober an der ETH eine Konferenz stattfinden sollte. Eine von ETH-Wissenschaftlern präsentierte Membran aus dem «Wundermaterial» Graphen ist so dünn, wie es technisch nur geht. Forschende zeigten zudem auf, wie man verhindern kann, dass Olivenöl gefälscht wird, und dass Bankautomaten aufgebrochen werden. Bei beiden Lösungen stand die Natur Pate.
Mai
Der Monat Mai stand im Zeichen des Austauschs. Singapurs Staatspräsident Tony Tan samt Entourage besuchte den ETH-Campus Hönggerberg. Die ETH Zürich wiederum war zu Gast in «Big Apple», wo sie im Rahmen des Festivals «Zürich meets New York» mit namhaften Persönlichkeiten und Erfindergeist auftrat. Einen erfinderischen Geist begrüsste die ETH Zürich zur Richard-R.-Ernst-Vorlesung: Kâmil Uğurbil, einer der Leiter des «Human Connectome Project», sprach über die Kartierung des Gehirns und die Heirat von Neurowissenschaften und Physik. Noch mehr Rechenpower lieferte der Hochleistungsrechner «Euler», den die ETH Zürich am CSCS-Rechenzentrum in Lugano einweihte. Nicht weniger weit als bis an die Grenzen des Magnetismus stiessen Wissenschaftler der ETH Zürich, der EPFL und von IBM vor. Sie schufen Ein-Atom-Magnete, die so stark und stabil sind, wie es physikalisch nur geht. Mithilfe des Phasenkontrast-Röntgens gelang es Wissenschaftlern der ETH Zürich, des Paul Scherrer Instituts (PSI) und des Kantonsspitals Baden, Mammografien zu erstellen, anhand derer man Brustkrebs präziser beurteilen kann. Eine gewagte Hypothese eines ETH-Erdwissenschaftlers besagte, dass vor allem Lava die grossen Canyons auf der Marsoberfläche geschaffen haben müssen, und nicht Wasser. Schliesslich sorgten Forschende der ETH Zürich mit zwei Molekülen für Aufmerksamkeit: Sie entdeckten eine Mikro-RNA, die bei der Entstehung von Altersdiabetes zentral ist. Und sie isolierten aus einem Wurzelpilz der Fichte ein Protein, das die Basis für eine Impfung von Nutz- oder Haustieren gegen parasitische Fadenwürmer bilden könnte.
Juni
Selten kommt es vor, dass die Royal Society in einem Jahr gleich zwei Professoren von derselben Hochschule zu Fellows wählt – umso erfreulicher, dass Anfang Juni Simon Lilly und Timothy Eglinton von der ETH Zürich in die Fusstapfen von Isaac Newton traten. Grosse Ehre zudem für Christian Wolfrum: Für seine Forschung im Bereich des Fettstoffwechsels erhielt er den mit 200‘000 Franken dotierten Max-Rössler-Preis. Wegweisend war auch eine Studie zur Energieversorgung. Die Wissenschaftler kamen darin zum Schluss, dass solarthermische Kraftwerke zuverlässig und genug Strom liefern könnten, um künftig einen grossen Teil des Strombedarfs zu decken. Ein europaweites Konsortium unter der Leitung des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) und des Instituts für Geophysik an der ETH Zürich gab die erste harmonisierte Gefährdungskarte für Erdbeben in Europa und der Türkei heraus – die «European Seismic Hazard Map 2013». Auf internationales Medieninteresse stiess die von ETH-Forschenden entdeckte kühlende Wirkung von ungepflügten Feldern. Solche können Temperaturextreme bei Hitzewellen um bis zu zwei Grad dämpfen. Viel Beachtung erhielt auch eine Gruppe von ETH-Immunbiologen. Sie entdeckten einen bisher unbekannten Mechanismus, der verhindert, dass sich die Zellen des Immunsystems gegenseitig bekämpfen. Darüber hinaus entdeckten Forschende der ETH, dass eine Infektion mit Malariaerregern den Geruch von infizierten Mäusen verändert. Und zwar so, dass diese für die malariaübertragenden Stechmücken besonders attraktiv erscheinen.
Juli
Im Juli reiste der ETH-Rektor und designierte ETH-Präsident Lino Guzella mit der Schweizer Delegation um Bundesrätin Doris Leuthard in die USA und nutzte den Aufenthalt in Boston zur Beziehungspflege mit dem renommierten MIT. Der ETH-Rat bestätigte Geotechnik-Professorin Sarah Springman als zukünftige ETH-Rektorin, die ab Januar 2015 als Teil der Schulleitung für die Lehre einstehen wird. ETH-Forschende suchten derweil nach Mustern in den Geburts- und Sterbedaten namhafter Persönlichkeiten der Kulturgeschichte. Im Juli ging auch die Fussball-Weltmeisterschaft in die heisse Phase; Wissenschaftler untersuchten dabei die Weisheit der Vielen in Sachen Treffsicherheit bei Tippspielen. «Gemeinsam sind wir stark» zeigten die ETH und die Universität Zürich mit einem neuen Kompetenzzentrum für Personalisierte Medizin. Auf dem Hönggerberg nahm derweil das House of Natural Resources Gestalt an, das nicht nur Bürogebäude, sondern auch Innovationslabor für nachhaltiges Bauen sein wird (s. auch Blog). Nicht nur ein Haus, sondern die Nachhaltigkeit eines ganzen Bergdorfes haben ETH-Forschende mit dem Projekt Zernez Energia 2020 ins Auge gefasst. Ein hehres Ziel verfolgte auch ein Student mit einem Wasserfilter für Entwicklungsländer, der sauberes Trinkwasser für jeden ermöglichen will.
August
Im August gaben Forschende bekannt, dass es ihnen erstmals gelungen sei, Polyarthritis bei Mäusen zu heilen – mit einem neuentwickelten Antikörper-Medikament. Ein weiteres Highlight war die Entwicklung einer intelligenten biologischen Insulinpumpe in Kapselform. Sie beinhaltet zwei gekoppelte genetische Schaltkreise, von denen einer den Säuregrad des Blutes misst und der andere Insulin herstellt. Materialwissenschaftler der ETH entwickelten ausserdem ein synthetisches Polymer, das beinahe so dünn ist wie das bekannte Graphen, und Bauingenieure einen Roboter, um damit Stahlbeton-Bauwerke zu untersuchen. Der Roboter soll zukünftig bei in die Jahre gekommenen Autobahnbrücken messen, ob der Armierungsstahl bereits begonnen hat zu rosten. Glaziologen feierten das 100-jährige Bestehen des Gletschereis-Messprogramms auf dem Claridenfirn im Kanton Glarus. Die Daten der Messreihe zeigen die jahreszeitlichen Schwankungen des Eises detailliert auf – und dokumentieren auch die Klimaerwärmung. Diese legte in den vergangenen 15 Jahren eine Pause ein. Warum genau und warum die Erwärmung in den nächsten Jahren dennoch weitergehen werde, erklärten ETH-Klimawissenschaftler in einer im August veröffentlichten Studie.
September
Der Bundesrat entschied, für den Innovationspark Dübendorf, an dem die ETH beteiligt ist, 70 Hektaren zu reservieren. ETH und Universität eröffneten offiziell das Zentrum EXCITE, um Expertise im Bereich bildgebender Verfahren in der Biomedizin zu bündeln. Eine kurze Verschnaufpause gab es für die gebeutelte Schweizer Forschungsgemeinschaft Mitte September: Die Schweiz wurde am europäischen Forschungsprogramm Horizon 2020 wieder teilassoziiert. Die Massnahme ist bis Ende 2016 befristet. Mit Detlef Günther zieht ein Chemiker in die Schulleitung: Er wird neuer Vizepräsident Forschung und Wirtschaftsbeziehungen. Auch in der Forschung tat sich im September einiges: Erdwissenschaftler zeigten mit hochaufgelösten Simulationen, dass Magmasäulen aus dem Erdinnern Kontinente bersten lassen können, wenn die Haut der Erde gespannt ist. Zudem entdeckten Biologen, dass ein bekannter evolutionsgeschichtlich sehr alter Abwehrmechanismus von menschlichen, tierischen und pflanzlichen Zellen auch gegen Viren wirkt. Genauer unter die Lupe nahmen Forschende die sogenannte Salzsprengung. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können sie nun Verwitterung von Bauwerken besser vorhersagen. ETH-Klimaforscher stellten die Klimawandel-Grundregel «Trockene Regionen werden trockener, feuchte feuchter» mit einer neuen Analyse über Landgebiete infrage. In einigen Regionen fanden sie gegenläufige Trends. Physiker zeigten mit einem Modell wie gigantische Sonnenstürme entstehen und legten damit einen Grundstein für künftige Voraussagen. Poesie in den Wissenschaftsalltag zauberte ein ETH-Spin-off mit einem Kurzfilm über tanzende Lampenschirme, der für den Cirque du Soleil warb.
Oktober
Wie auch das Shanghai- und das QS-Ranking bestätigte auch das THE-Ranking die ETH Zürich als beste kontinentaleuropäische Hochschule und setzte sie auf Platz 13. Gleichzeitig warnten die Rankingmacher vor den Folgen der zunehmenden helvetischen Isolation. Nach vierjähriger Bauzeit eröffnete die ETH das erste Gebäude aus dem Masterplan von 2003. Maschinenbauer und die Konjunkturforschungsstelle der ETH Zürich teilen sich nun eines der nachhaltigsten Hochschulgebäude der Schweiz. ETH-Forscher machten mit einem gestengesteuerten Smartphone von sich reden. Dies erweitert den Umfang möglicher Interaktionen mit den Geräten stark. Ein Forschungsteam unter der Führung der ETH Zürich klärte überdies den Mechanismus auf, wie das Grippevirus sein Genom frei bekommt und dafür das Abfallsystem der Zelle ausnutzt. Weiter entwickelten Bioingenieure einen programmierbaren Bio-Computer in Zellen, mit dem es dereinst möglich sein könnte, Krebszellen zu erkennen und abzutöten.
November
Im November vergab die ETH Zürich ihre eigenen Forschungspreise: der Latsis-Preis der ETH ging an den 33-jährigen Assistenzprofessor Philipp Grohs für seine Leistungen in der Angewandten Mathematik und der Ruzicka-Preis an die Pharmazeutin Cristina Müller, die eine Methode entwickelte, um Krebs direkt im Körperinnern radioaktiv zu bestrahlen. Am 3. November brachen Studierende mit ihrem Elektrorennwagen «Grimsel» den Beschleunigungsweltrekord: Der Flitzer beschleunigte von 0 auf 100 km/h in nur 1,785 Sekunden. ETH-Astronomen entdeckten im Weltall erstmals ein mögliches Schwarzes Loch, das aus einer Galaxie katapultiert worden sein könnte, oder einen riesigen Stern, der über mehrere Jahrzehnte explodiert – auf jeden Fall ein noch nie zuvor beobachtetes Objekt. Irdische Physiker realisierten indessen experimentell mit geschüttelten ultrakalten Kaliumatomen und einem wabenförmigen Lasergitter eine neue Klasse von Materialien, die 1988 theoretisch vorausgesagt wurden. Ebenfalls ein technisch hochstehendes Produkt lieferten ETH-Biotechnologen, die erstmals ein Gen-Netzwerk entwickelten, welches über Hirnströme in Gang gesetzt wird und je nach Gedanken unterschiedliche Mengen eines gewünschten Moleküls produziert. Eine greifbare neue Attraktion erhielt der ETH-Campus Hönggerberg: einen Kuppelpavillon aus Stampflehm, welcher als Treffpunkt dienen und gleichzeitig neue Erkenntnisse über dieses natürliche Baumaterial liefern soll.
Dezember
Ralph Eichler nahm Abschied von der ETH und übergab sein Präsidentschaftsamt am Weihnachtsapéro der Schulleitung offiziell an Rektor Lino Guzzella. Guzzella reichte seinerseits den Stab weiter an Sarah Springman, und Detlef Günter übernahm das Amt des Vizepräsidenten Forschung und Wirtschaftsbeziehungen von Roland Siegwart. Der Dezember war nicht nur der Monat der Abschiede und Amtsübergaben, sondern stand auch im Zeichen grosszügiger Donationen. Die ETH und die Universität Zürich gründeten ein neues, translationales Forschungszentrum an der Schnittstelle von Medizin, Natur- und Ingenieurwissenschaften. Das Wyss Translational Center Zurich – kurz WTZ – wurde durch eine Donation des Unternehmers Hansjörg Wyss in der Höhe von 120 Millionen US-Dollar ermöglicht. Fast gleichzeitig lancierte die ETH eine neue Professur, welche die Wirkung physischer Aktivität auf die Physiologie des Menschen und sein langfristiges Wohlbefinden erforschen soll. Den Aufbau dieser Professur «Physical Activity and Health» unterstützt die Wilhelm Schulthess-Stiftung mit zehn Millionen Schweizer Franken während zehn Jahren. Zum Jahresende warteten die Forschungsgruppen der ETH-Professoren Konrad Hungerbühler und Javier Pérez-Ramírez mit einem neuen Verfahren auf. Den Wissenschaftlern vom Institut für Chemie- und Bioingenieurwissenschaften gelang es, aus einem Abfallprodukt der Biotreibstoff-Industrie Milchsäure als Ausgangsstoff für Bioplastik herzustellen.